Dampfkraftanlage mit Dampfturbine und Kolbendampfmaschine zum Antrieb eines Fahrzeuges.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine zum Antrieb eines Fahrzeuges dienende Dampfkraftanlage mit einer Hochdruckdampf- turbine und einer Niederdruck-Kolbendampf- maschine. Erstere erhält ihren Dampf aus einem Hochdruckdampfkessel. Der Abdampf der Turbine wird hierauf unter Beheizung eines Verdampfers kondensiert. Das Kondensat wird wieder in den Hochdruckkessel zurückgeführt, wodurch ein geschlossener Kreislauf ensteht. Die Turbine eignet sich besonders fiir diesen Hochdruckbetrieb, da kein Verunreinigen des Kesselwassers durch Schmieröl entsteht, wie es bei Verwendung einer Kolbendampfmaschine zu befürchten wäre.
Ferner wird durch den geschlossenen Kreislauf Kesselsteinansammlung im Hochdruckkessel vermieden. Der bei diesem Kreis- lauf durch Kondensation des Turbinenabdamp- fes im Verdampfer erzeugte Niederdruckdampf wird zum Betrieb der Kolbendampfmaschine des Fahrzeugantriebes verwendet. Da die Feuerungsgase den Hochdruckkessel mit relativ hoher Temperatur verlassen, können aie noch zur Feuerung eines Kessels mit niederem Druck verwendet werden. Dieser Kessel kann, wenn er für den gleichen Niederdruck gebaut ist, mit dem Verdampfer verbunden werden.
Selbstredend kann sowohl der Hochdruck- dampf als auch der im Verdampfer und im Niederdruckkessel erzeugte Niederdruckdampf vor Verwendung in den Maschinen durch besondere, durch die Feuerungsgase beheizte Überhitzer geleitet werden :
jedoch kann zur Überhitzung des Niederdruokdampfes an Stelle von Feueruugsgasen Hockdruckdampf verwendet werden.-Im Nebenschluss zur Turbine kann irn Hochdruckkreislauf eine Überbrückungsleitung g vorgesehen werden, um unter Ausschaltung der Turbine bei Stillstand, bei fur die Turbine unökonomischen Fahrgeschwindigkeiten und bei Rückwärtsfahrt den Verdampfer mit Hochdruckdampf beheizen zu kounen. Mit dem auf diese Weise erzeugten Niederdruckdampf kann dann die Kolbendampfmaschine allein Arbeit leisten.
Es kann jedoch natiirlich auch die Dampfturbine durch eine Regulierung, wie etwa durch Düsenabschaltung auf einen geringeren Dampfverbrauch eingestellt werden, wobei ein Teil des erzeugten Hochdruekdampfes durch ein Drosselorgan : der Überbrückungs- leitung direkt in den Verdampfer geleitet werden kann. Auf diese Weise ist eine Re- gulierung der Energieverteilung zwischen der Turbine und der Kolbendampfmaschine möglich.
Vorliegende Erfindung bezweckt, in der angegebenen Weise die Vorteile der Kolben dampfmaschine und der Dampfturbine für Traktionszwecke nutzbar zu machen, indem für den Hochdruckkessel stets reines Wasser in geschlossenem Kreislauf zur Verfügung steht, ein hoher thermischer Wirkungsgrad durch Anwendung von Hochdruckdampf in Verbindung mit der Dampfturbine erzielt wird, und indem eine gute Regulierbarkeit und Anpassung an verschiedene Betriebsverhältnisse durch die Kolbendampfmaschine gewährleistet wird.-Es ist zu beachten, dass selbst bei Betrieb der Turbine bei Fahrgeschwindigkeiten, die für die Turbine an sich ungünstige Drehzahlen ergeben, eine grössere Beeinträchtigung des Gesamtwir- kungsgrades nicht stattfindet,
indem dann der grössere Wärmeinhalt des Turbinenabdampfes eine stärkere Beheizung des Ver dampfers und damit eine grössere Leistungs- abgabe in der Kolbendampfmaschine zur Folge hat. Die angegebene Bauweise eignet sich speziell für Lokomotiven.
Die im Vorangebenden benützten Bezeichnungen ,,Hochdruck" und ,,Niederdruck" haben natürlich nur relativen Charakter, zumal, wenn zum Beispiel für den Hochdruckdampf ein Druck von 60 bis 100 Atm. gewählt wird, der die Kolbenmasebine betreibende Niederdruckdampf leicht einen Druck von etwa 14 bis 16 Atm. oder mehr aufweisen kann, was zur Zeit im Eisenbahn- betrieb als ein hoher Druck angesehen wird.
Indessen kann die Kolbendampfmaschine selber auch als Compoundmaschine gebaut sein. Diese kann bei getrennter Anordnung des von den Feuerungsgasen beheizten Niederdruckkessels von dem beispielsweise unter niedrigerem Druck arbeitenden Verdampfer derart betrieben werden, dass die Hochdruck zylindei-mit dem Dampf des Niederdruckkessels und die Niederdruckzylinder zugleich mit dem Abdampf der Hochdruckzylinder und mit dem im Verdampfer erzeugten Dampf gespeist werden.
PATENT A NSPRWEE : Dampfkraftanlage mit einer Hochdruck- dampfturbine und einer Niederdruck-Kolben- dampfmaschine zum Antrieb eines Fahr- zeuges, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Hochdruckkessel erzeugter Dampf die Turbine speist, hierauf als Abdampf der Turbine unter Beheizung eines Verdampfers konden- siert und als Speisewasser in geschlossenem Kreislauf in den Hochdruckkessel zurückge- führt wird, wobei der im Verdampfer erzeugte Dampf zum Betriebe der Kolben- dampfmaschine verwendet wird.
Steam power plant with steam turbine and piston steam engine to drive a vehicle.
The subject matter of the present invention is a steam power plant which is used to drive a vehicle and has a high-pressure steam turbine and a low-pressure piston steam engine. The former gets its steam from a high pressure steam boiler. The exhaust steam from the turbine is then condensed while heating an evaporator. The condensate is fed back into the high-pressure tank, creating a closed circuit. The turbine is particularly suitable for this high-pressure operation, as there is no contamination of the boiler water with lubricating oil, as would be the case when using a piston steam engine.
Furthermore, the closed circuit prevents the accumulation of scale in the high-pressure boiler. The low-pressure steam generated in this circuit by condensation of the turbine exhaust steam in the evaporator is used to operate the piston steam engine of the vehicle drive. Since the combustion gases leave the high-pressure boiler at a relatively high temperature, they can also be used to fire a boiler at low pressure. This boiler, if it is built for the same low pressure, can be connected to the evaporator.
It goes without saying that both the high-pressure steam and the low-pressure steam generated in the evaporator and in the low-pressure boiler can be passed through special superheaters heated by the combustion gases before use in the machines:
However, high-pressure steam can be used instead of combustion gases to superheat the low-pressure steam. -In the bypass connection to the turbine, a bypass line g can be provided in the high-pressure circuit in order to heat the evaporator with high-pressure steam while the turbine is switched off when the turbine is at a standstill, when the turbine is traveling at uneconomical speeds and when driving backwards to kounen. With the low pressure steam generated in this way, the piston steam engine can do work alone.
However, the steam turbine can of course also be adjusted to lower steam consumption by regulating it, for example by switching off nozzles, whereby part of the high-pressure steam generated can be fed directly into the evaporator through a throttling device: the bypass line. In this way, it is possible to regulate the energy distribution between the turbine and the piston steam engine.
The present invention aims to make use of the advantages of the piston steam engine and the steam turbine for traction purposes in the specified manner by always using pure water in a closed circuit for the high pressure boiler, a high thermal efficiency achieved by using high pressure steam in conjunction with the steam turbine and by ensuring good controllability and adaptation to various operating conditions by the piston steam engine. It should be noted that even when the turbine is operated at speeds that are inherently unfavorable for the turbine, there is a greater impairment of the overall efficiency not taking place,
in that the greater heat content of the turbine exhaust steam then results in greater heating of the evaporator and thus greater power output in the piston steam engine. The specified construction is particularly suitable for locomotives.
The terms "high pressure" and "low pressure" used in the foregoing are of course only relative in character, especially when, for example, a pressure of 60 to 100 atm. is chosen, the low pressure steam operating the piston cylinder can easily reach a pressure of about 14 to 16 atm. or more, which is currently regarded as a high pressure in railway operations.
However, the piston steam engine itself can also be built as a compound machine. With a separate arrangement of the low-pressure boiler heated by the combustion gases, this can be operated by the evaporator operating at lower pressure, for example, in such a way that the high-pressure cylinder is fed with the steam from the low-pressure boiler and the low-pressure cylinder is fed with the exhaust steam from the high-pressure cylinder and with the steam generated in the evaporator will.
PATENT A NSPRWEE: Steam power plant with a high-pressure steam turbine and a low-pressure piston steam engine for driving a vehicle, characterized in that steam generated in a high-pressure boiler feeds the turbine, and then condenses as exhaust steam from the turbine while heating an evaporator is fed back into the high-pressure boiler as feed water in a closed circuit, with the steam generated in the evaporator being used to operate the piston steam engine.